【正文】 徑D/m攪拌器3層圓盤渦輪式長徑比攪拌轉速/(r/min)槳徑d/m電機功率/KW116傳熱無夾套，用450支內冷管聚合溫度/℃5～8第 5 章 管道直徑與儲罐的計算 管道直徑的計算查《化工原理》P37的表13 某些流體在管道中的常用流速范圍 可知，水及一般流體在通常情況下流速范圍為1～3m/s，壓強較高的氣體的流速為15～25m/s[14]。體積流量：1. 取丁二烯的進料流速為15m/s，則：即丁二烯的進料管內徑d=20mm2. 取苯乙烯的進料流速為u=，則： 即苯乙烯的進料管內徑為d=25mm取乳化劑的流速為u=；取標準的管道直徑為d=80mm活化劑的流速u=取標準的管道直徑為d=20mm取氧化劑的流速為u=；取標準的管道直徑為 d=10mm取調節(jié)劑的流速u=取標準的管道直徑為 d=10mm取終止劑的流速為u=；取標準的管道直徑為d=10mm、苯乙烯混合管徑的計算以兩股物料開始混合的管道為標準取混合液的流速為u= m/s；取標準的管道直徑為 φ80 容器型式的選擇容器的容積是容器設計的最基本的參數(shù)。原料貯罐的存貯量一般以1～3月的生產用量為宜，車間的原料貯罐一般在半月到一月的用量之間。液體成品貯罐按至少貯存一周的產品產量設計。緩沖罐氣體積累量常常為下游使用設備5min至10min的用量，緩沖槽可以使液體在其中停留1～3小時。. 丁二烯緩沖罐V—303的選型，去緩沖時間為一小時，則一小時內液體的積累量為： 取緩沖槽的利用率，則所需緩沖槽的容積為：所選緩沖槽[15]為立式裙座式，主要參數(shù)列于表251表251 立式裙座式的相關參數(shù)型 式容積材質規(guī)格壓力（KPa）溫度 ℃重量Kg立式裙座15A398～735558160. 苯乙烯緩沖槽V—304的選型，去緩沖時間為2小時，則一小時內液體的積累量為： 取緩沖槽的利用率，則所需緩沖槽的容積為：所選緩沖槽為立式裙座式，主要參數(shù)列于表252表252 立式裙座式的相關參數(shù)型式容積（）材質規(guī)格壓力（KPa）溫度 ℃重量Kg立式帶支腿8A3F常壓552970第 6 章 換熱器的設計型計算 基本條件表261 貯罐溫度和壓力設備名稱溫度（℃）壓力（KPa）混合BD貯罐5—4050—400混合ST貯罐常溫常壓氧化劑15常壓調節(jié)劑15常壓活化劑常溫常壓BD緩沖槽30350ST緩沖槽24常壓終止劑常溫常壓乳化劑18常壓表262 進出口溫度設備名稱入口溫度（℃）出口溫度（℃）E—3015—4030E—3025—4030E—3031530E—304常溫30E—3051530E—3061530苯乙烯的一些物理參數(shù)：當T=15℃時當T=24℃時丁二烯的一些物理參數(shù)：700KPa的條件下，當T=15℃時當T=30℃時 丁二烯換熱器E—301的設計苯乙烯的一些物理參數(shù)： 當T=15℃時 當T=24℃時 丁二烯的一些物理參數(shù)：700KPa的條件下，當T=15℃時 當T=30℃時 . 初選丁二烯物料進口溫度=15℃，出口溫度=30℃冷卻水進料溫度=50℃，出口溫度=40℃ BD的流量熱負荷：逆流平均溫差： 初定采用單殼程、偶數(shù)管程的固定管板式換熱器。由k、P，根據(jù)《化工原理上》P308圖657a 查得ψ=，參照表68 估計K =300w /（m 2.℃）。 由換熱器系列標準（見《化工原理》附錄）初選型號為：BEM450－－－2/25－4I其主要參數(shù)參見下表2—6—3： 表2—6—3 BEM450－－－2/25－4I型號換熱器主要參數(shù)項目指標 項目指標外殼直徑D/mm 450管子尺寸/mm φ25公稱壓強P/mpa 管長L /m 3公稱面積/m 2 管數(shù)NT126管程數(shù)Np 2管中心距t /mm 32管子排列方式 正三角形. 計算管程壓降及給熱系數(shù)αi 管程走BD，流動面積為： 管內BD的流速：，則流動狀態(tài)為湍流。取管壁粗糙度 查圖1—34得 管程壓降：管程給熱系數(shù) ：. 計算殼程壓降及給熱系數(shù)α0水平均溫度T=（50＋40）247。2=45℃水的一些物理參數(shù)：當T=40℃時 取折流擋板板間距B= ,因為正三角形排列，所以管束中心線的管數(shù)為：NTC=（NT）=殼程流動面積A2：由《化工原理》P228的圖6—54得出=管子排列為正三角形：F=；取垢層校正系數(shù)f s =；擋板數(shù)為： 殼程壓強為： 殼程給熱系數(shù)的計算：殼程中水被冷卻，取 . 計算傳熱面積根據(jù)《化工原理》P282查表66，取。不銹鋼傳熱系數(shù)K計： 所選換熱器的實際面積為： ，~ 因此，所選BEM450－－－2/25－4I型換熱器適合第7章 泵的設計型計算 泵P—304的設計. 簡圖圖271. 條件依據(jù)以P—304苯乙烯進料泵的計算為例，已知數(shù)據(jù)如下：管徑：D= 苯乙烯的平均密度： 苯乙烯的粘度： 壓強： P1=1105Pa P2=5105Pa. 管內流體的流速雷諾數(shù)： 即：管內流動狀態(tài)為湍流取ε=， 由Re、e查《化工原理》P29 , λ=. 直管阻力和局部阻力的計算1) 直管阻力的計算：其中L為P—303至C—301的管線長，大約為50m2)局部阻力的計算： 進口突然收縮 90176。標準彎頭 球心閥（全開）總的阻力： hf =hf1 +hf2 =+= /kg 理論壓頭的計算由柏努里方程可得： 泵的選型. 泵的選擇由輸送溫度[18]為常溫、粘度μ5E、無腐蝕性、無固體顆粒的液體，揚程在16～132m 之間、～，旋渦泵與普通離心泵比較揚程較高，適用于流量小，揚程高的場合，單級揚程可達100米液柱以上，翼輪結構簡單、成本低，但不適合高粘度液體的輸送（粘度大使揚程有較大下降），也不適合輸送含有固體顆粒的液體。 由Q= 3/hr ,He=51m .查《化工工藝設計手冊上》P798—804選泵的型號為：32W75. 泵的效率的計算 Pa = 表271 25W70型旋渦泵的主要性能參數(shù)見下表型號流量揚程轉數(shù)n效 率Hs電機功率軸功率泵重(m3/hr )（m）(轉/分)（%）(m )N（kw）（kw ）(kg )32W75532900305335結　　論以聚合工段為工藝設計的主要對象，進行了年產3萬噸丁苯橡膠裝置工藝設計。經過入廠實習和查閱相關資料，在掌握丁苯橡膠合成的原料、原理、聚合方法、工藝流程基礎上，進行聚合工段的物料衡算、熱量衡算、設備選型計算，繪制帶控制點的工藝流程圖、設備布置圖、管道布置圖，編制了設計說明書和計算書。參 考 文 獻[1] 李義章. 丁苯橡膠的生產技術進展及市場分析[J]. 煉油與化工, 2003, (2): 3236.[2] 王東亮. 快速高轉化技術生產SBR1778試驗[J]. 石油技術與應用, 2003, 21(5): 1722.[3] Synthesis of styrenebutadiene rubber [P]. Kerns, et al. United States Patent. 6 372 863. 2002, 4: 1618.[4] 李永經. 乳液聚合丁苯橡膠技術進步展望[J]. 蘭化科技, 1997, 15（3）: 141~144.[5] 秦衛(wèi)平. 丁苯橡膠生產的技術經濟分析[J]. 現(xiàn)代化工, 2000, 20(3): 3834.[6] 趙德仁, 張慰盛. 高聚物合成工藝學（第二版）[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 1997: 1625.[7] 于紅軍. 高分子化學及工藝學[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2000: 2446.[8] Schule GO, Parker DK. Manufacture of rubbers having polymerbound functionality [P]. US, US 5 284 : 15.[9] 馬沛生. 化工熱力學（通用型）[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2009. 1: 185190.[10] 史子瑾. 聚合反應工程基礎[M]. 第1版. 化工出版社, 1991: 154165.[11] 韓秀山. 化學推進劑與高分子材料[M]. 2002, 6: 1719.[12] 賀匡國. 化工容器及設備簡明設計手冊（第二版）[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2007: 256345.[13] 王靜康. 化工設計[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2001. 8, 27(8): 3642.[14] Jividen D, Kaufman H. A dispersion aid for silica filler in rubber pounds. Rubber World. [P]. 2000, 222 (1): 26~30.[15] 米鎮(zhèn)濤. 化學工藝學[M]. : 化學工業(yè)出版社, 2006. 3, 29(5): 335350.[16] 陳敏恒. 叢德滋等. 化工原理（第三版）[M]. 化學工業(yè)出版社, 2001. 21(8): 1290.[17] 董大勤. 化工機械設備基礎[M]. 北京：化學工業(yè)出版社, 2002. 12: 164205.[18] 王非. 化工壓力容器[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2008. 13: 4565.附錄 主要符號說明符號意義計量單位A傳熱面積，流動截面m2cp定壓熱容kJ/(kg.℃)d管徑mD葉輪直徑mH揚程mP電機功率kwPe有效功率wqm質量流量kmol/hK傳熱系數(shù)W/()f校正系數(shù)f0殼程流體摩擦系數(shù)hf阻力損失J/kgα給熱系數(shù)W/()αT總給熱系數(shù)W/()λ熱導率W/()δ壁厚mρ密度kg/m3ψ溫度校正系數(shù)mε換熱器熱效率μ粘度Q熱流量W或J/sT開爾文溫度KB折流擋板間距mGr格拉斯霍夫數(shù)Nu努賽爾數(shù)Pr普朗特數(shù)Re雷諾數(shù)V體積m3致　　謝通過查閱文獻、完成了數(shù)據(jù)計算和繪圖的工作，并得出了可行的設計方案，在這一過程中首先感謝張鈺老師在這些日子里辛勤的教導和細心幫助，使我有了很多的收獲。在她的細心指導下，我學到了扎實的專業(yè)知識，提高了實踐技能；同時她對工作的積極熱情、認真負責、有條不紊、實事求是的態(tài)度，給我留下了深刻的印象，使我受益匪淺。同時，感謝本專業(yè)的各位授課老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學到了更多的思維方法和專業(yè)知識。也感謝在這一些日子幫助過我和我共同研究探討的同學們。